Способ получения сополимеров стирола Советский патент 1989 года по МПК C08F212/08 C08F236/10 

Изобретение относится к способу получения высокостирольной смолы, которая может быть использована в качестве усиливающей добавки в резиновые смеси.

Целью изобретения является упрощение способа получения смолы, уменьшение усадки, снижение деформируемости при повышенных температурах вул- канизатов.

Рецепт получения смолы приведен . в табл. 1. Количество стирола и бутадиена, согласно этому рецепту,составляет соответственно 90-85 и 10-15.

П р и м е р 1 (известный способ). В реакционный сосуд, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, подают 100 мае.ч. воды, 1,03 мае.ч. полиоксиэтилированного алкилфенола, 0,82 мае.ч. бикарбоната натрия.

0,27 мае.ч, персульфата калия, 15 мае.ч. бутадиена, 10,2 мае.ч. ети- рола, полимеризуют при 90°С 60 мин до 18-20% еухого вещеетва, добавляют 6,7 мае.ч. этокеиэфира жирного епир- та, 0,5б мае.ч. переульфата калия, поеле чего вводят еще 0,09 мае.ч. океиэтилированного алкилфенола, затем вводят етирол так, что общее его колицеетво равно 85 мае.ч. Через 120 мин процеее прекращают. Конвер- еия 98%.

В приведенном примере алкилфенол имеет длину алкила, равную 9, а ете- пень океиэтилирования, равную 10, этокеиэфир жирного епирта имеет длину алкила, равную 1б, а етепень океиэтилирования, равную 20.

ше, чем полученной по извеетному е , еобу.

В табл. приведены евойетва ем

5 лонаполненных каучуков. Для полуме ния кожеподобного емолонаполненног каучука латеке выеокоетирольной ем лы емешивают е еерийным латекеом каучука СКМС-ЗОАРК из раечета полу

10 чения количеетва связанного етйрол в каучуковой емееи kS и б5% (еоотв етвенно марки каучуковой емееи БСАКН и КВС-60).

П р и м е р 9 (контрольный по и

15 веетному епоеобу). Смешивают, мае. еернокиелое закиеное железо 0,025; трилон Б 0,07; ронгалит 0,1 и воду 10, приливают лейканол 0,8; парафи нат калия 7,3 в 220 воды, тринатри

Примеры 2-9. 0,03 мае.ч. ее-20 фосфат 0,25, еливают оба раетвора,

миводного еерно-киелого закиеного железа, О,Об мае.ч. динатриевой еоли этилендиаминтетраукеуеной киелоты (трилон Б) растворяют в 10 мае,ч.воды, 0,1 мае.ч. формальдегидеульфокеилата натрия (ронгалит) растворяют в 10 мае.ч. воды (1 раетвор), затем растворяют 0,8 мае.ч. лейканола, 7,5 мае.ч. парафината калия в 220 мае.ч. воды (2 раетвор), елива- ют оба раетвора, доводят рН до конечного раетвора водной фазы едкой щелочью до 10,2-10,6. Растворяют 0,3 мае.ч. Гипериза в 85 мае.ч. етйрола. Готовят раствор 0,2 мае.ч. би карбоната натрия в 10 мае.ч. воды. Сливают в реактор водную фазу, раетвор еоды, подо

туда же подают

гретый до 25 С, а затем етирольный

раетвор Гипериза, продувают еиетему азотом, подают 15 мае.ч. бутадиена. Процеее проводят при перемешивании и температуре 20 С в течение 2 ч и при 50°С еще 1ч.

После проведения процесса конвер- сия составляет 100%.

Выделение сополимеров из латекса проводят с помощью растворов хлористого натрия и серной кислоты. Сушку каучука осуществляют в воздушной сушилке при 90-95°С.

Условия осуществления остальных примеров приведены в табл. 2.

В табл. 3 приведены свойства выеокоетирольной емолы е еодержанием связанного стирола 85 и 95%. Как видно из этой таблицы, температура размягчения и жесткость смолы, полученной по предлагаемому способу вы

ше, чем полученной по извеетному епо- еобу.

В табл. приведены евойетва емолонаполненных каучуков. Для полумения кожеподобного емолонаполненного каучука латеке выеокоетирольной емо- лы емешивают е еерийным латекеом каучука СКМС-ЗОАРК из раечета получения количеетва связанного етйрола в каучуковой емееи kS и б5% (еоответ- етвенно марки каучуковой емееи АКН и КВС-60).

П р и м е р 9 (контрольный по извеетному епоеобу). Смешивают, мае.ч.: еернокиелое закиеное железо 0,025; трилон Б 0,07; ронгалит 0,1 и воду 10, приливают лейканол 0,8; парафи- нат калия 7,3 в 220 воды, тринатрийфосфат 0,25, еливают оба раетвора,

1бО°С.

при этом рН смеем должна быть 10,2- 10,6, подают 0,3 мае.ч. Гипериза в 95 мае.ч. стирола, продувают еиетему азотом и подают 5 мае.ч-. бутадиена. Процеее проводят при перемешивании и 20°С 3,5 ч и при 50°С еще 1,5 ч, конвереия составляет 100%.

Для изучения свойств вулканизатов изготовляют пористые резины по следующему рецепту, мае.ч.г каучук БС- 45 120; сера 4; окиеь цинка 8; поро- образователь 6; меркаптобентиазол 1,0; мягчитель 7; наполнитель - .еа- жа 40. Время вулканизации 15 мин при

1бО°С.

Данные по усадке резин, получен- ные поеле выдерживания вулканизатов 3 течение 90 сут (естественное старение) приведены в табл. 5.

Коэффициент теплостойкости представляет собой отношение модуля сжатия при 100°С к модулю сжатия при 20°С при нагрузке 10 кге/ем. Коэффициент теплоетойкоети каучука, полученного по предлагаемому епоеобу, намного ниже, чем каучука, полученного по извеетному епоеобу.

Формула изобретения

Споеоб получения сополимеров стирола водно-эмульсионной сополимери- зацией стирола с бутадиеном, оеущеет- вляемой емешением водной и углеводородной фаз, еодержащих эмульгатор, радикальный инициатор, в качеетве добавки - бикарбонат натрия и мономеры, отличающийея тем, что, е целью получения еополимеров.

обеспечивающих уменьшение усадки, снижение деформируемости при повышенных температурах вулканизатов, упрощения технологии получения, в качестве инициатора используют окислительно-восстановительную систему из серно-кислого закисного железа, натриевой соли этилендиаминтетраук- сусной кислоты, формальдегидсульфо1512978

ксилата натрия и гидроперекиси изо- пропилбензола(би)карбонат вводят в количестве 0,2-0, г/100 г сомоно- меров в виде 2- %-ного водного раствора , при этом подачу его осуществляют при 23-35°С после введения всех водорастворимых компонентов в водную фазу перед введением углеводородной фазы.

блица 1

10

Т а

Изобретение относится к способу получения сополимеров стирола, которые могут быть использованы в качестве усиливающей добавки в резиновые смеси. Получение сополимеров, позволяющих уменьшить усадку, снизить деформируемость вулканизаторов при повышенных температурах, а также упрощение технологии их получения достигаются осуществлением водно-эмульсионной сополимеризации бутадиена со стиролом смешиванием водной и углеводородной фаз, содержащих эмульгатор, радикальный инициатор, в качестве добавки бикарбонат, мономеры. В качестве радикального инициатора используют окислительно-восстановительную систему из сернокислого закисного железа, натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, формальдегидсульфоксилата натрия и гидроперекиси изопропил-бензола. (Би)карбонат вводят в количестве 0,2-0,4 г/100 г сомономеров в виде 2-4%-ного водного раствора при 23-35°С после введения всех водорастворимых компонентов в водную фазу перед введением углеводородной фазы. 5 табл.

Ингредиенты

Бутадиен

Стирол

Парафинат калия Лейканол

Натриевая соль этилен диаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) Железо серно-кислое закисное 7-водное Формальдегидсульфо- ксилат натрия (ронгалит) Гидропероксид изопро- пилбензола (Гипериз) Вода Карбонат натрия или Бикарбонат натрия

0,4 0,3

0,82 0,2

0,4

0,2

Содержание ингредиентов, г/100 г сомоно- меров

Таблица 2

2,0 «.О 3,0

25 35 23

18

о

38

t.5

3,2

Примечание. В примерах 5 и 7 свойства латекса не изучались в

связи с большим временем процесса полимеризации, в примере 6 и 8 - в связи с образованием в ходе полимеризации коагулюма. В примере 6 коагулюма 3, в примере 8 - S,2% от веса сомономеров. В.примерах 2-Ц коагулюм в ходе полимеризации не образуется. В примере содержание стирола в исходной шихте составляет 95%, в остальных примерах - 85.

Способ получения отличается эт примера 1(2) содержанием в шихте стирола.

Продолжение табл.2

Таблица 3

Таблица k

------------------------------------ --- --- --- - - -

Показатели Значение показателей при осуществлении способа по примеру

1 Г 2 г 3 i

(известный способ)

-

% связанного

стирола «5 .60 ii5 60 45 60 ««5 60

Жесткость по

Дефо, гс 1050 1250 1270 1350 1600. 1350 1580.

Прочность на

разрыв, кгс/см2 105 125 125 135 Й5 Й5 Т

Относительное

удлинение, 32 - 330 - 332 - ЗЗ

Остаточное

удлинение,.% 93 - 85 - 85 - 84

Определение химсостава каучука производят путем экстракции ингредиентов или из золы, полученной при сжигании образца каучука.

определения жесткости каучука отбирают пробу из готовых брикетов каучука. Образцы вальцуют в течение 1 мин на вальцах размером 1бО «320 мм при 73+3°С.

Определение прочностных характеристик производят для резиновой смеси, приготовленной по рецепту, мае.ч.: каучук КВС-60 100; стеариновая кислота 2; цинковые белила 5; 2,2-дибензтиазал 0,6; гуанид 0,75; техническая сера 2.

Таблица 5

Показатели Значение показателей при осуществлении способа по примеру .

|1 1 3 1ИЖесткость по .

Дефо смолы 3000 3500 3520 2700 Усадка резины через

90 сут 5,0 2,0 2,0 2,0 5,2 Коэффициент теплостойкости 0,52 0,28 0,29 0,29 0,6 Температура размягчения, С39 2 46 36

Составитель Г.Овчинникова Редактор И.Горная Техрел М.ДидыкКорректор М.Васильева

Заказ 6038/25 Тираж Ап Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. Ц/S

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина , 101